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特种SOI材料及相关技术研究

集成电路从微电子发展到微纳电子时代,SOI技术以其优于体硅的高性能、全集成、低功耗、低成本的诸多优势成为取代现有体硅材料的核心支撑技术。SOI器件虽然因为它独特的埋层结构有很多优于体硅器件的性能,但也同时由于这种埋层结构散热能力较差,导致SOI器件和电路存在自加热效应,并且随着器件尺寸的缩小,电流密度的增加,这种效应对SOI器件性能的影响更是不容忽视;又由于在解决高频混合集成电路中信号串扰的问题,虽然常规的SOI的氧化埋层可以实现有源元件和基片之间的完全隔离,但在更高频率下,埋层氧化物对信号来说又几乎是透明的,因此随着SOI技术在射频电路中的应用日渐重要,解决其信号隔离问题也变得更关键。有鉴于此,探索研究新的SOI结构和材料就成为SOI研究领域新的热点。本论文结合我们承担的国家自然科学基金项目等任务,一方面开展了以AlN为埋层的新型SOI结构、引入WSix埋层的GPSOI新结构等的制备、性能及其应用的研究;另一方面,研究了SOI  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

低剂量超薄SIMOX圆片制备技术的应用研究

绝缘体上的硅(SOI)技术以其独特的结构在低压。低功耗电路,高温、抗辐照器件以及集成光电子器件方面有着广泛的应用。主氧隔离(SIMOX)技术是制备SOI材料最成功的技术之一。过去SIMOX制备SOI材料通常是采用高剂量高能量的注入方法,然而高剂量的SIMOX材料顶层Si的线位错密度过高,影响了它的应用。另外,由于过长的注入时间也导致了,生产成本攀高。这是SOI材料在微电子工业上大规模商业化应用的一个致命缺点。随着SIMOX技术的发展,人们发展了低剂量注入(通常剂量小于1.0×10~(18)ions/cm~2),近来它越来越引起人们的重视。低剂量SIMOX材料,其隐埋氧化物层(BOX)通常在50-200nm,具有技术上和经济上巨大的优势。与高剂量SIMOX相比,它能够提高产量50-300%。低剂量SIMOX还能够大幅度降低线位错密度、热导率,提高器件性能。为了保证SOI器件高性能和高可靠性,要求BOX层的质量很高,除了BOX层的上...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

非单一SiO_2埋层的SOI新结构研究

探索研究新的SOI结构成为SOI研究领域新的热点。传统SOI结构是以SiO_2作为绝缘埋层,由于氧化硅的低热导率而使SOI器件/电路存在自加热效应,在SOI结构中引入新的埋层成为了解决这些问题的有效途径。本论文结合我们承担的973、国家自然科学基金项目等国家任务,开展了以Si_3N_4、SiO_2/Si_3N_4、SiO_2/Si_3N_4/SiO_2等为埋层的新型SOI结构等材料的制备、性能及其应用的研究。获得了以下主要结果:采用X射线四晶衍射仪定量测试ELTRAN技术制备的SOI材料的顶层硅应变,分析了ELTRAN SOI顶层硅应变产生原因。采用超高真空电子束蒸发技术,以Fe为催化剂,成功的在硅和多孔硅衬底上生长纳米硅锥阵列,结果表明这些纳米硅锥阵列具有良好的场发射性能。为减轻传统SOI器件/电路的自加热效应,首次采用多孔硅外延转移技术制备出以氮化硅为埋层的SOI新结构。测试结果表明制备的新SOI样品具有较好的结构性能,但由...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)

SGOI、SODI新结构材料及其相关技术研究

随着芯片制造业遵循摩尔定律向大尺寸晶圆450mm、光刻线宽nm级、高精度、高效率、低成本发展,集成电路也逐步从微电子时代发展到微纳米电子时代,现有的体硅材料和工艺正接近它们的物理极限,遇到了严峻的挑战。应变硅技术、SOI(Silicon-on-Insulator)技术和高K栅介质材料是三项在硅材料与硅集成电路巨大成功的基础上出现的,有独特优势、能突破体硅材料与硅集成电路限制的新兴技术。本论文正是在上述背景下,结合中国科学院上海微系统与信息技术研究所和香港城市大学应用物理与材料科学系的实验条件,在国家自然科学基金、上海市青年科技启明星计划、国家重点基础研究发展计划以及香港研究资助局等赞助下开展研究工作,主要包括以下几方面:(1)利用SOI材料作为“容忍型”衬底,在其上异质外延高质量的赝晶SiGe材料,通过高温退火得到驰豫的SiGe薄膜。(2)采用改良型Ge浓缩技术,制备SGOI材料,对SGOI结构进行系统的表征,深入总结其实验机理...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

《电子工艺技术》1987年09期
电子工艺技术

锑隐埋层对双极IC制作的干扰及其工艺抑制

一、问题的提出 图1是双极Ic中NPN晶体管的基本结构,我们知道,其中隐埋层是为实现集成化的要求而设置的。这样,可导出其集电极串联电阻为〔‘’ Y。,=p。(w/l。d。+w。/1 .d.)+ZR.。(d二/1.+l。+d./6 1.+d./6 1.)(1) 式中:1.、d一发射区的长和宽,l。、d一集电极引线孔的长和宽,xJ一集电结结深,w一外延层厚度,w.=w一xj.,p。一外延层电阻率;R。。一N干隐哩层的薄层电阻。日回国-...一.-...一~....户..C〔.图1集成NPN晶体管的结构示意 (1)式表明,为减小丫.。以降低NPN器件的饱和压降固然可以通过发射区与集电极电极窗口面积为增大末实现、然丽更为经济的却是隐埋薄层电阻的降低。因而,似乎只要减小隐埋层的薄层电限就行了,但是,IC器件制作的实践表明高渗杂隐煌层在外延生长中的自掺杂作用既会制约器件多方面功能也还会影响其制作的成品率,而且随着隐埋层掺杂浓度的增高以及隐理...  (本文共5页) 阅读全文>>

《微电子学与计算机》1988年10期
微电子学与计算机

兆电子伏高能硼离子注入硅的埋层形成

一、引言 近几年来,在微电子技术中,人们对MeV级高能离子注入的兴趣日趋广泛,许多极有的前途的应用己有报导〔丈〕一‘3〕。利用MeV级高能离子注入硅衬底,有可能开发一些新型结构的器件〔‘’。高能离子注入的突出特点是能够在表面下儿微米处形成一个高掺杂浓度的埋层,。根据高能注入的能量选择,可以在硅衬底上直接形成深p一n结,或在能量足够高时形成埋层结构。了解埋层形成的注入及退火条件和埋层以上的表面层单晶恢复及电学特性的好坏,对于MeV级能量注入技术的应用非常重要。本文研究了1~3MeV高能B’离子注入n一型硅衬底后的退火行为及p一型埋层的形成,特别是采用了双重注入增强退火方法,有效地改善了2.OMeVB十注入后的表面层电学特性,较好地解决了高能注入后表面高阻层的消除问题。 二、实验 以n一型(100)Si单晶材料为衬底,在室温下进行1~3MeV的单电荷B十离子注入,剂量为IX10‘’~1 x10‘“/c扩。注入前衬底片子经过常规清洗。...  (本文共4页) 阅读全文>>